(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラと、
外部からの空気を予熱する伝熱部が具備された再生式空気予熱器と、
前記再生式空気予熱器で予熱された外部からの空気を燃焼空気として前記ボイラに送給する燃焼空気供給系統と、
前記ボイラから排気される排ガスを前記再生式空気予熱器に送給する排ガス系統と、
前記ボイラから排出される灰を外部から導入される冷却空気により冷却しつつ搬送する灰搬送手段
を備えたボイラ装置において、
前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統と、前記ボイラの灰排出部から前記灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位との間には、該系統内の気体を冷却媒体として送給するバイパスが形成されている
ことを特徴とするボイラ装置。
【請求項２】
前記バイパスは、前記燃焼空気供給系統と、前記灰搬送手段との間に形成され、前記燃焼空気供給系統内の燃焼空気の一部を冷却媒体として前記灰搬送手段に送給する請求項１に記載のボイラ装置。
【請求項３】
前記排ガス系統と前記ボイラとの間には、該排ガス系統内の排ガスを前記ボイラに戻す排ガス再循環系統が形成され、前記バイパスは、前記排ガス再循環系統と、前記ボイラの灰排出部から前記灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位との間に形成されている請求項１に記載のボイラ装置。
【請求項４】
前記灰搬送手段は、前記ボイラの灰排出部から排出される灰を載せて搬送するコンベアベルトと、このコンベアベルトを覆うコンベアフードが備えられた乾式クリンカコンベアであって、前記バイパスは、前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統と、前記乾式クリンカコンベアのコンベアフードとの間に形成されている請求項１に記載のボイラ装置。
【請求項５】
前記ボイラの灰排出部と前記灰搬送手段との間には、該ボイラの灰排出部から排出される灰を貯めるホッパーが配置され、前記バイパスは、前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統と、前記ホッパーとの間に形成されている請求項１に記載のボイラ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のボイラ装置の運転方法であって、
前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統内の気体を冷却媒体として、前記ボイラの灰排出部から前記灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位に送給する
ことを特徴とするボイラ装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭焚きボイラ装置などのボイラ装置に係り、特に、ボイラから排出される灰を搬送する灰搬送手段として乾式クリンカコンベアを採用した場合に適したボイラ装置及びその運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記したようなボイラ装置としては、例えば、ボイラと、伝熱部を具備して外部からの空気を予熱してボイラに燃焼空気として送り込む再生式空気予熱器と、ボイラから排出される灰を載せて搬送するコンベアベルト及びこのコンベアベルトを覆うコンベアフードを具備した乾式クリンカコンベアを備えた石炭焚きボイラ装置がある。
この石炭焚きボイラ装置では、乾式クリンカコンベアのコンベアフードに設けた吸気口を通して外部から冷却空気を導入することで、コンベアベルト上における搬送途中の灰から顕熱を回収すると共に灰中の未燃焼分を燃焼させ、これにより高温となった冷却空気の一部をボイラに戻すようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭63-6319号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記した石炭焚きボイラ装置において、ボイラからコンベアベルト上に排出される灰（約８５０℃）を冷やす冷却空気（約１５℃）は、乾式クリンカコンベアのコンベアフードの吸気口を通して全量大気吸込みにより導入され、この大気吸込みにより導入された冷却空気のすべてが、ボイラにおいて燃焼に費やされて該ボイラにおける全燃焼空気量の１％程度を占めることから、その分だけ、再生式空気予熱器において、排ガスと熱交換する空気量を減らすことになって、排ガス温度を一定にするためには、再生式空気予熱器の伝熱面積を増やさざるを得ないのが現状である。
【０００５】
本発明は、上記した課題に着目してなされたもので、外部からの空気を予熱してボイラに燃焼空気として送り込む再生式空気予熱器の効率向上を実現することが可能なボイラ装置及びその運転方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ボイラと、外部からの空気を予熱する伝熱部が具備された再生式空気予熱器と、前記再生式空気予熱器で予熱された外部からの空気を燃焼空気として前記ボイラに送給する燃焼空気供給系統と、前記ボイラから排気される排ガスを前記再生式空気予熱器に送給する排ガス系統と、前記ボイラから排出される灰を外部から導入される冷却空気により冷却しつつ搬送する灰搬送手段を備えたボイラ装置において、前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統と、前記ボイラの灰排出部から前記灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位との間には、該系統内の気体を冷却媒体として送給するバイパスが形成されている構成としたことを特徴としており、このボイラ装置の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係るボイラ装置において、前記バイパスは、前記燃焼空気供給系統と、前記灰搬送手段との間に形成され、前記燃焼空気供給系統内の燃焼空気の一部を冷却媒体として前記灰搬送手段に送給する構成としている。
さらに、本発明の請求項３に係るボイラ装置において、前記排ガス系統と前記ボイラとの間には、該排ガス系統内の排ガスを前記ボイラに戻す排ガス再循環系統が形成され、前記バイパスは、前記排ガス再循環系統と、前記ボイラの灰排出部から前記灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位との間に形成されている構成としている。
【０００８】
さらにまた、本発明の請求項４に係るボイラ装置において、前記灰搬送手段は、前記ボイラの灰排出部から排出される灰を載せて搬送するコンベアベルトと、このコンベアベルトを覆うコンベアフードが備えられた乾式クリンカコンベアであって、前記バイパスは、前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統と、前記乾式クリンカコンベアのコンベアフードとの間に形成されている構成としている。
【０００９】
さらにまた、本発明の請求項５に係るボイラ装置において、前記ボイラの灰排出部と前記灰搬送手段との間には、該ボイラの灰排出部から排出される灰を貯めるホッパーが配置され、前記バイパスは、前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統と、前記ホッパーとの間に形成されている構成としている。
一方、本発明の請求項６に係る発明は、上記したボイラ装置の運転方法であって、前記燃焼空気供給系統及び排ガス系統のうちの少なくともいずれか一方の系統内の気体を冷却媒体として、前記ボイラの灰排出部から前記灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位に送給する構成としたことを特徴としており、このボイラ装置の運転方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段とている。
【００１０】
本発明に係るボイラ装置及びその運転方法では、再生式空気予熱器からボイラに対して送給する燃焼空気供給系統内の燃焼空気の一部、及び、ボイラから排気された排ガス系統内の排ガスの一部のうちの少なくともいずれか一方を冷却媒体として、ボイラの灰排出部から灰搬送手段（乾式クリンカコンベア）の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位に送給するようにしているので、その分だけ大気吸込みによって灰搬送手段に導入される冷却空気の量が減ることとなる。
【００１１】
すなわち、大気吸込みにより灰搬送手段に導入される冷却空気の量がボイラにおける所定の全燃焼空気量に占める割合が現状よりも減ることとなり、その結果、再生式空気予熱器を通過する空気量が増えることとなって、再生式空気予熱器の効率の向上が図られることとなる。
とくに、燃焼空気供給系統内の燃焼空気の一部、及び、排ガス系統内の排ガスの一部の双方をボイラの灰排出部から灰搬送手段の搬送終端部に至るまでのいずれかの部位に送給する場合には、大気吸込みにより灰搬送手段に導入される冷却空気の量がより一層減ることとなり、したがって、再生式空気予熱器を通過する空気量がさらに増えることとなって、再生式空気予熱器の効率のより一層の向上が図られることとなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１〜５に係るボイラ装置及び請求項６に係るボイラ装置の運転方法では、上記した構成としているので、外部からの空気を予熱して燃焼空気としてボイラに送り込む再生式空気予熱器の効率を向上させることができ、これに伴って、再生式空気予熱器の小型化及び低コスト化をも実現することが可能になるという非常に優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るボイラ装置の一実施例を示す石炭焚きボイラ装置の概略構成説明図である。
【図２】図１における石炭焚きボイラ装置の灰搬送手段としての乾式クリンカコンベアの拡大断面説明図である。
【図３】本発明に係るボイラ装置の他の実施例を示す石炭焚きボイラ装置の概略構成説明図である。
【図４】本発明に係るボイラ装置のさらに他の実施例を示す石炭焚きボイラ装置の概略構成説明図である。
【図５】本発明に係るボイラ装置の他の構成例を示すボイラの灰排出部における部分拡大説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の一実施例によるボイラ装置を示しており、この実施例では、ボイラ装置が石炭焚きボイラ装置である場合を例に挙げて説明する。
図１に示すように、このボイラ装置は、石炭焚きボイラ１と、伝熱部２ａが具備された再生式空気予熱器２と、石炭焚きボイラ１から排出される灰を搬送する灰搬送手段としての乾式クリンカコンベア３と、石炭を粉砕するミル４とから主としてなっている。
【００１５】
再生式空気予熱器２は、配管１１を介して供給される大気吸込みの外部空気Ａ１（約３５℃）を伝熱部２ａで加熱するようになっており、石炭焚きボイラ１から排ガス系統２０を介して送られる排ガス（約３５０℃）によっても外部空気Ａ１を加熱するようになっている。
この再生式空気予熱器２は、上記のようにして大気吸込みの外部空気Ａ１を加熱し、高温となった燃焼空気Ａ２（約３３０℃）を燃焼空気供給系統１２を介して石炭焚きボイラ１に送り込むようになっている。
【００１６】
また、再生式空気予熱器２には、配管１１から分かれてミル４に対して微粉炭搬送用の空気Ａ３（石炭種類及び投入量に応じた量の空気）を温度調節して供給するミル空気供給系統３０が接続してある。
一方、灰搬送手段としての乾式クリンカコンベア３は、図２にも示すように、石炭焚きボイラ１から排出される灰Ｂを載せて搬送するコンベアベルト３ａと、このコンベアベルト３ａを覆うコンベアフード３ｂを具備しており、このコンベアフード３ｂに設けた吸気口３ｃを通して外部から大気吸込みの冷却空気Ａ４（約１５℃）を導入することで、コンベアベルト３ａ上における搬送途中の灰Ｂから顕熱を回収すると共に灰Ｂ中の未燃焼分を燃焼させ、これにより高温となった冷却空気Ａ５の一部を石炭焚きボイラ１に戻すようになっている。
【００１７】
この場合、石炭焚きボイラ１及び再生式空気予熱器２間に配置した燃焼空気供給系統１２と、乾式クリンカコンベア３のコンベアフード３ｂとの間には、バイパス１３が形成されており、再生式空気予熱器２から石炭焚きボイラ１に対して送給する燃焼空気Ａ２の一部を冷却媒体Ａ６（約３３０℃）として送給するようにしている。
なお、図１において、配管１１上の符号１４は押し込み送風ファンであり、ミル空気供給系統３０上の符号３１はミル空気供給ファンである。
【００１８】
また、排ガス系統２０上の符号２１，２２，２３は、それぞれ脱硝部，ガス精製部，誘引通風ファンである。
このような石炭焚きボイラ装置では、石炭焚きボイラ１と再生式空気予熱器２とを結ぶ燃焼空気供給系統１２内の燃焼空気Ａ２の一部を冷却媒体Ａ６として、バイパス１３を介して乾式クリンカコンベア３のコンベアフード３ｂ内に送給するようにしているので、その分だけ、大気吸込みによって乾式クリンカコンベア３のコンベアフード３ｂ内に導入される冷却空気Ａ４の量が減ることとなる。
【００１９】
つまり、大気吸込みによってコンベアフード３ｂ内に導入される冷却空気Ａ４の量が石炭焚きボイラ１における所定の全燃焼空気量に占める割合が従前よりも減ることになるので、再生式空気予熱器２を通過する空気Ａ１の量が増えることとなり、したがって、再生式空気予熱器２の効率の向上が図られることとなる。
また、再生式空気予熱器２の効率が向上するのに伴って、再生式空気予熱器２の小型化及び低コスト化をも実現し得ることとなる。
（実施例２）
図３は、本発明の他の実施例によるボイラ装置を示しており、この実施例においても、ボイラ装置が石炭焚きボイラ装置である場合を示す。
【００２０】
図３に示すように、このボイラ装置において、排ガス系統２０とボイラ１との間には、排ガス系統２０内の排ガスをボイラ１に戻す排ガス再循環系統２０Ａが形成されている。この排ガス再循環系統２０Ａは、ＮＯＸを低減すること及びボイラ１の炉内温度を下げることを目的として設置されている。
この実施例では、先の実施例における燃焼空気供給系統１２からのバイパス１３に替えて、排ガス系統２０に連通するバイパス３３が形成されている。このバイパス３３は、排ガス再循環系統２０Ａと、乾式クリンカコンベア３のコンベアフード３ｂとの間に形成されており、排バスの一部を冷却媒体Ｇ１（約３５０℃）として送給するようにしている。
この際、必要に応じて、バイパス３３から枝分かれさせた分岐バイパス３４をボイラ１の灰排出部１Ａに接続させることができる。
【００２１】
なお、図３において、排ガス再循環系統２０Ａ上の符号３５は排ガス再循環通風ファンであり、他の構成は、先の実施例におけるボイラ装置と同じである。
このような排ガス再循環系統２０Ａを有する石炭焚きボイラ装置において、排ガス系統２０に連通する排ガス再循環系統２０Ａ内の排ガスの一部を冷却媒体Ｇ１として、バイパス３３を介して乾式クリンカコンベア３のコンベアフード３ｂ内に送給するようにしているので、その分だけ、大気吸込みによって乾式クリンカコンベア３のコンベアフード３ｂ内に導入される冷却空気Ａ４の量が減ることとなる。
【００２２】
したがって、大気吸込みによりコンベアフード３ｂ内に導入される冷却空気Ａ４の量が石炭焚きボイラ１における所定の全燃焼空気量に占める割合が従前よりも減ることになるので、再生式空気予熱器２を通過する空気Ａ１の量が増えることとなり、その結果、再生式空気予熱器２の効率の向上が図られることとなる。
また、これに伴って、再生式空気予熱器２の小型化及び低コスト化をも実現し得ることとなる。
（実施例３）
図４は、本発明のさらに他の実施例によるボイラ装置を示しており、この実施例においても、ボイラ装置が石炭焚きボイラ装置である場合を示す。
【００２３】
図４に示すように、この実施例におけるボイラ装置は、先の実施例における燃焼空気供給系統１２からのバイパス１３、及び、排ガス再循環系統２０Ａを介して排ガス系統２０に連通するバイパス３３の双方を備えたものとなっている。
この場合も、必要に応じて、バイパス３３から枝分かれさせた分岐バイパス３４をボイラ１の灰排出部１Ａに接続させることができ、他の構成は、先の実施例におけるボイラ装置と同じである。
【００２４】
この実施例におけるボイラ装置では、燃焼空気供給系統１２内の燃焼空気Ａ２の一部を冷却媒体Ａ６として、バイパス１３を介して乾式クリンカコンベア３のコンベアフード３ｂ内に送給するようにしていると共に、排ガス系統２０内の排ガスの一部を冷却媒体Ｇ１として、バイパス３３を介して乾式クリンカコンベア３のコンベアフード３ｂ内に送給するようにしているので、大気吸込みにより乾式クリンカコンベア３に導入される冷却空気Ａ４の量がより一層減ることとなる。
【００２５】
したがって、再生式空気予熱器２を通過する空気量Ａ１がさらに増えることとなって、再生式空気予熱器２の効率のより一層の向上が図られることとなる。
なお、上記した各実施例では、本発明に係るボイラ装置が石炭焚きボイラ装置である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
また、本発明に係るボイラ装置の構成は、上記した実施例の構成に限定されるものではなく、他の構成として、例えば、図５に部分的に示すように、ボイラ１の灰排出部１Ａと乾式クリンカコンベア３のコンベアフード３ｂとの間に、ボイラ１の灰排出部１Ａから排出される灰を貯めるホッパー４１を配置し、このホッパー４１と、燃焼空気供給系統１２及び排ガス系統２０のうちの少なくともいずれか一方の系統との間に、バイパス４３を形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  石炭焚きボイラ
２  再生式空気予熱器
２ａ  伝熱部
３  乾式クリンカコンベア（灰搬送手段）
３ａ  コンベアベルト
３ｂ  コンベアフード
１２  燃焼空気供給系統
１３，３３，３４，４３  バイパス
２０  排ガス系統
２０Ａ  排ガス再循環系統
４１  ホッパー  
Ａ１  外部からの空気
Ａ２  燃焼空気
Ａ４  冷却空気
Ａ６，Ｇ１  冷却媒体
Ｂ  灰
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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